随机噪声平板下光学复眼内外参联合标定

光学复眼在无人系统的精确定位制导、避障导航等任务中得到了越来越广泛的应用,其中光学复眼的高精度标定是保障上述任务质量的前提。通常经典的张氏棋盘格标定法要求光学复眼的每个子眼都必须观测到完整的棋盘格,然而,由于光学复眼结构的复杂性,在实际标定过程中难以满足这一要求。为解决张氏标定法的局限性,该文提出一种基于随机噪声平板的光学复眼内外参联合标定算法,该算法通过子眼拍摄随机噪声平板的局部信息,可简单快速地实现任意构型和子眼数量的光学复眼内外参联合标定。为了提高光学复眼标定的稳定性,设置多阈值匹配机制解决子眼视场特征点数量稀疏导致图像匹配失效的问题。同时,给出了光学复眼内外参联合标定的误差模型,用来衡量所提出算法的精确度。在与张氏棋盘格标定法进行实验对比中,验证所提算法的稳定性和鲁棒性,并在光学复眼实物系统中,验证了所提联合标定算法具有较高的精度。

类渐近线特性在摄像机标定中的应用研究

针对机器视觉领域内的摄像机标定,本研究首次根据渐近线的特性引入物理意义,对摄像机的内、外参数进行标定。首先使用6×6的圆孔标定板,计算出摄像机的投影矩阵。然后根据极限的定义,当像平面上投影点p(u,v)在v不变,u趋向正无穷时,光心与点p的连线形成类渐近线,该渐进线平行于摄像机坐标系XC轴,在标定时将其作为XC轴。根据这一特性,对得到的投影矩阵进行分解得到摄像机内、外参数。最后依据所提出的方法进行标定实验,得到摄像机投影矩阵以及相应的内、外参数。结果表明,根据该方法得到的标定数据反求特征点的投影坐标,与实际对应的图像特征点存在较小误差;并且得到的内、外参数与Faugeras标定法得到的结果误差较小,符合工程实际的精度要求。

面向模糊C均值算法的MAME聚类有效性指标

聚类有效性指标可用来评估聚类结果的有效性,并且帮助判别聚类的类别数。现有的面向模糊C均值算法的聚类有效性指标存在对于类内紧致性的刻画不太到位、对于类间分离性的度量刻画不够准确的问题。为此,基于类内紧致性和类间分离性两个角度着手设计,提出了一种新的模糊聚类有效性指标——考虑最大值和均值的指标(maximum-mean,MAME)。首先,考虑了整个数据集的综合特征,计算分别分为K类和1类的情况的比值,提出了一种新的模糊紧致性度量表达式。其次,引入最大聚类中心距离和平均聚类中心距离,提出了一种新的分离性度量方法。最后,从模糊紧致性度量表达式、分离性度量方法出发,提出了MAME指标。面向5个UCI数据集和6个人工数据集,和9个聚类有效性指标(包括CH、DB、NPC、PE、FSI、XBI、NPE、WLI和I指标)一起进行了对比实验,验证了所提指标的准确性、稳定性,说明了MAME指标的鲁棒性较好。

基于COMSOL Mutiphysics的外磁筒式磁选机磁系磁场与流场仿真研究

传统外磁筒式磁选机存在的离心捕收和颗粒分散之间的矛盾,导致低转速下细粒精矿流失严重,而提高转速,预选抛尾率和精矿品位均降低。为综合利用磁性矿物与脉石矿物密度和比磁化系数差异强化目的矿物的捕获,开发了一种新型外磁筒式磁选机,在筒面增加一个向心的冲洗水,以实现矿物颗粒捕收与分散的动态调控。采用COMSOL Multiphysics优化了磁系的磁感应强度、磁场梯度参数;探究了分选筒转速、进水量和筒体倾角对流场的影响,优化了流场特性。仿真结果表明:磁极的表面磁感应强度为1.8 T;磁系的磁力线集中于导磁介质处。同时,在导磁介质表面具有较大的磁场梯度(8×10^(−7)A/m^(2))且削减较少,利于磁性颗粒的捕收。本设备优势在于增加向心冲洗水,通过水速变化调节颗粒受力情况,可为永磁磁选机的优化设计提供理论依据。

区域共同富裕视角下新发展格局指标体系构建与评价

新发展格局要解决当前中国经济增长中区域经济发展不平衡的问题,构建新发展格局指标体系能够为提升经济发展格局和区域共同富裕提供指标参考。文章基于内循环效率、外循环深度和双循环协同能力构建双循环测度指标体系,利用半参数动态面板空间滞后模型对新发展格局与区域共同富裕的关系进行实证检验,以此作为评价标准形成了新发展格局指标体系。研究发现:经济发展格局中内循环为主、外循环赋能、双循环相互促进的关系已经基本形成,内循环效率提升对促进区域共同富裕发挥主要作用,经济外循环水平较低和经济发展过度依靠外循环带动都不利于促进区域共同富裕,内外循环互促性在低水平和高水平两个协同区间内均能促进区域共同富裕,当前全国范围内尚未形成内循环具有高效率、双循环高水平协同的新发展格局,提升新发展格局能够缩小区域收入差距,进而促进共同富裕。

铁矿石中磁性铁的选磁研究

针对铁矿石中磁性铁测定的多种选磁方法均存在操作不易掌握和耗时长等不足,采用手工外磁选与手工内磁选相结合的方法进行选磁。结果表明,该方法准确度高,操作简便,具有合理性,且检测结果均符合DZ/T 0130—2006地质矿产实验室测试质量管理规范要求。

基于改进麻雀搜索算法的摄像机标定优化方法

目前一些摄像机标定方法,比如DLT标定法、Tsai标定法和张正友标定法,都有着简单且易标定的优点,但也存在着标定精度低、鲁棒性差等缺点。为了有效地解决这些问题,在麻雀搜索算法的基础上考虑其与鸟群算法相结合,提出了一种改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)对目标摄像机进行标定。首先,利用MATLAB对标定板进行预拍摄;其次,利用MATLAB软件中自带的标定工具箱对采集的图像进行预标定,得到初始的摄像机内外参数;然后,构建平均重投影误差的适应度函数,并用ISSA对构建的平均重投影误差的适应度函数进行优化,利用适应度函数的优化对内外部参数进行优化;最后,与基于麻雀搜索算法、天牛须搜索算法(BAS)的摄像机标定方法进行实验对比,发现基于ISSA、SSA和BAS的摄像机标定方法的平均重投影误差分别为0.002 9 pixel、0.004 9 pixel和0.003 7 pixel,说明ISSA算法相对于另外两个算法在标定精度上有着一定的提升,且稳定性与鲁棒性都有所提高。

基于标定的CCD图像畸变校正方法研究

为得到拍摄获取的2D图像信息与其对应3D空间物体信息之间准确的对应关系,减小因CCD相机镜头畸变对图像的影响,该文建立了正确的数学校正模型,采用基于MATLAB的Camera Calibration Tool-box工具箱对相机进行标定,得到由相机内部参数和外部参数组成的投影矩阵,从而完成对畸变图像进行校正处理。在标定与求解过程中,对每一步骤中的操作进行详细说明与分析,不断优化数据结果,同时调用空间立体图像模型,使实验数据表现更直观。利用得到的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明畸变图像得到了很好的还原。整体来说该方法简单、快速、直观并准确,实用性很强。

软煤层综放工作面沿空掘巷支护设计

根据“内外应力场”理论,建立了济三煤矿1301综放工作面沿空掘巷的结构力学模型,在此基础上确定了沿空掘巷的煤柱尺寸,预计了巷道围岩变形量,进而确定了巷道断面形式与参数。最后设计了巷道的支护型式及支护参数。

水平井管外分段管内分采技术

为了降低或控制水平井悬挂筛管完井复杂结构井含水上升,延长水平井生产寿命,研究了筛管完井水平井管外分段管内分采技术。该技术首先通过挤注ACP进行管外分段,在筛管与井壁之间的环空形成不渗透的高强度段塞封隔环空区域,实现管外封隔或者直接封隔出水部位,然后下入封隔器和开关阀组成分采管柱,通过打开或关闭开关阀,实现找水和开采低含水层段的目的。介绍了该技术的管柱结构、工作原理、施工工艺、技术特点及现场试验情况。该技术为筛管完井水平井稳油控水工艺提供了一种思路。

高速风洞投放模型试验技术的关键问题及应用领域

基于高速风洞投放模型试验的经验,论述和总结了对试验技术的实际应用较为重要、且对试验结果有较大影响的几个关键问题:相似准则的选取问题、投放分离参数的模拟问题、风洞启动时流场对投放物模型的冲击载荷问题以及数据处理方法,分别对这四个问题的具体选取原则和处理方法进行了详细的总结和分析。重模型法能够确保模型投放轨迹的严格相似,但实用性较差;而轻模型法则正好相反。由于重模型法在实际使用中通常难以应用,因此轻模型法在风洞投放模型试验中获得了较多应用,但其模型垂直加速度不足的问题也需引起重视。投放分离参数的相似模拟,通常可通过采用弹簧或气缸提供的投放作用力来实现,弹簧具有简单、易行的特点,但模拟的准确性稍差;而气缸则正好相反。风洞启动时流场对投放物模型的冲击载荷问题常常能够影响到试验的顺利进行或影响试验结果。数据平滑处理可采用时间多项式拟合来实现,进而通过一次或二次微分获得气动力系数。对高速风洞模型投放试验的应用领域作了总结和介绍,将其分为飞机外挂物/内埋武器投放、子母弹抛撒/重块抛撒,以及头罩/导弹壳片分离三大类型试验,并对每一类试验在具体的试验技术,以及在上述几个关键问题上的特点分别作了介绍,给出了具体试验的图像和曲线。

星斑川鲽形态特征及相关参数的观测

为了给星斑川鲽的分类和种质鉴定提供基础资料，采用传统的形态学和解剖学方法，对人工养殖星斑川鲽的外部形态性状及内部组织器官系统地进行了观测和描述，采用生物统计法对星斑川鲽可量性状进行回归分析。星斑川鲽可量长度性状之间为线性关系，全长与体长回归方程为lt=1．3864lb-0．3035；体重与可量长度性状之间为乘幂函数关系，体重与体长回归方程为m=0．0339lb^3.0606。结果表明不同地方种群间存在明显的形态差异。星斑川鲽的头颅骨骼特征具有鲽形目鱼类的共同特征，在筛骨区和眼区骨骼向有眼侧偏移，尾舌骨呈弓形。左右下咽骨前半部分愈合在一起，下咽齿小；具一对较薄的耳石，有5～6个乳状突。星斑川鲽属“I”型胃，幽门垂有2～4个；解剖的左眼型星斑川鲽肝脏全部在有眼侧，而右眼型星斑川鲽肝脏多在无眼侧，部分在有眼侧。

基于参数分离机器人手眼视觉标定方法研究

提出一种简单、快速、不需要标定摄像机内外部参数的标定方法。详细推导了机器人平面手眼视觉系统变换关系,完成了从视觉平面坐标系到机器人参考坐标系的坐标变换。通过参数分离简化求解过程,实践表明这种方法求解速度快、精度高。

机械臂双目视觉系统内外参高精度标定

在空间站机械臂中,双目视觉系统作为其重要组成部分,能够引导机械臂自主完成对目标的定位和捕获。内外参标定技术是双目相机高精度获取合作目标位置、方向等运动信息进而进行三维重建的首要前提和重要保障。文中提出了一种基于光束法平差算法的双目视觉系统内外参标定技术,采用三维靶标场作为标定目标,并将高精度测角设备经纬仪作为精测基准,通过坐标转换解算分步得到相机的内、外参数。实验表明,该方法标定的相机内参重投影误差小于0.5个像元,外参测试误差为±0.19 mm,有较高的测试精度和鲁棒性,为机械臂实施视觉闭环自主捕获合作目标提供可靠依据。

基于轻量级U-Net神经网络提取OCT内指纹和外指纹

光学相干断层扫描(OCT)技术是一种非侵入式的成像技术,可以用来采集高分辨率的手指3维数据,提取角质层和乳头层轮廓并生成内指纹和外指纹。针对目前已有算法在提取角质层和乳头层轮廓时易受到汗腺和皮下组织的影响导致轮廓提取结果有偏差这一问题,本文利用自制OCT实验平台获取高分辨率手指3维数据,提出了一种基于深度可分离卷积的轻量级U-Net神经网络算法来准确提取角质层和乳头层轮廓,通过拼接轮廓的相对深度信息生成内指纹和外指纹。实验结果表明,本文提出的算法能够精确地提取内外指纹,同时在生成指纹效果和普通U-Net神经网络算法相似的前提下大幅减少了模型参数数量。

基于自由运动一维标定物的多摄像机参数标定方法与实验

一维标定方法易于实现且标定效率高,为了克服现有一维标定方法的一些不足,本文提出一种用一维标定物标定多摄像机内外参数的方法,首先进行两两标定,在此过程中,假定主点坐标近似已知而仅考虑畸变、焦距、旋转和平移等参数,接着利用基本矩阵及一维标定物上特征点之间的几何约束,估计两摄像机的内外参数,两两标定完成后,采用Dijkstra最短路径法和捆绑调整对多摄像机系统进行全局标定(含主点坐标),仿真和真实实验表明本文的方法是切实有效的.

NPC型三电平并网逆变器内外管不均压分析及抑制

中点箝位型三电平拓扑(3L-NPC)由于其箝位二极管的单向箝位性,易造成桥臂中内外管的电压不均衡,使得内管电压超过半边母线电压,威胁其完全运行。针对该问题,本文对3L-NPC并网逆变器在正常运行、并网待机及故障停机3种典型工况下的内外管不均压机理进行了全面详尽的分析,指出回路中器件杂散参数、内外管结电容的充放电电流不对称、回路LC振荡是造成不均压的主要原因,并据此提出一种简单可靠的解决方案,该方案能够有效抑制各种工况下的内管过压问题,实验结果可验证理论分析的正确性及所提方案的可行性。

一种改进的DDAGSVM多类分类方法

支持向量机最初是针对两类分类问题提出的,如何有效地将其推广到多类分类问题仍是一项有待研究的课题。本文介绍了现有的具有代表性的多类支持向量机分类算法,并在分析决策导向非循环图支持向量机分类器生成顺序随机化的基础上,引入类内的分散度,以基于样本分布的类间分离程度作为类别的划分顺序,最终构成了一种分类间隔较大的决策导向非循环图支持向量机分类算法。实验结果表明了本文方法具有更高的分类精度。

水力旋流器的研究现状和发展趋势

随着对污水处理需求的不断变化,水力旋流器的研究及应用也越来越广泛。介绍了水力旋流器的工作原理和发展历史,概述了国内外对其分离过程的理论研究以及所面临的难题。并从结构参数优化、内部流场模拟和应用技术拓展等3个方面总结了水力旋流器的研究现状,最后展望了水力旋流器的发展趋势。

一种简单的摄像机标定技术在视觉定位中的应用

摄像机标定技术对于精确的双目视觉定位起着关键的作用。了解摄像头标定的原理有助于采用合理方法减小标定结果误差。本文介绍的摄像机标定方法标定结果误差小。摄像机标定过程中用到三个坐标系,它们之间的转换关系是摄像机标定的基础。采用内外参数分离的标定方法,通过具体实验分步标定了摄像机的内参数和外参数,实验过程简单,标定精度较高。